Diplomarbeit - Elektrobetrieben Inlineskater

HTBLuVA St. Pölten
Höhere Lehranstalt für Elektrotechnik
Ausbildungsschwerpunkt: Elektrische Antriebe und Leistungselektronik
DIPLOMARBEIT
IM RAHMEN DER REIFE- U. DIPLOMPRÜFUNG 2011/12
Elektrobetriebene Inlineskater
Ausgeführt an der
Abteilung für Elektrotechnik
Ausbildungsschwerpunkt Energietechnik und industrielle Elektronik
der Höheren Technischen Bundes -Lehr- u. Versuchsanstalt St. Pölten,
Waldstraße 3, A-3100 St. Pölten
Ausgeführt von:
Daniel Reichl 5AHETE-15
Kevin Steindl 5AHETE-18
Betreuer:
Prof. OStR Dipl.-Ing. NOITZ Johann
Dipl. Päd. Ing. Meiseneder Hermann
Dipl. Päd. Peter Karner
St. Pölten, am 25. Mai 2012

HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit
Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 2
EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG
Ich erkläre an Eides statt, dass ich die vorliegende
Diplomarbeit selbständig und ohne fremde Hilfe verfasst,
andere als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel nicht
benutzt und die den benutzten Quellen wörtlich und
inhaltlich entnommenen Stellen als solche erkenntlich
gemacht habe.
Daniel Reichl ___________________________
Kevin Steindl ___________________________
St. Pölten, am 25. Mai 2012

DANKSAGUNG / WIDMUNGEN
Hiermit möchten wir uns bei allen bedanken, die uns im Zuge unserer Diplomarbeit tatkräftig
unterstützt haben.
Besonderer Dank gilt vor allem unseren Betreuungslehrer Herrn Prof. Dipl.-Ing. NOITZ
Johann. Er hat uns immer gezeigt, wie viel Kraft in uns steckt um dieses Projekt fertig zu
stellen. Des Weiteren möchten wir uns für die Gespräche und den positiven Zuspruch
bedanken.
Auch ein besonderer Dank möchten wir Dipl. Päd. Ing. Meiseneder Hermann und Dipl. Päd.
Peter Karner widmen, welche uns immer mit Ihrem umfangreichen Fachwissen tatkräftig zur
Seite standen.
Anschließend ist auch zu erwähnen, dass uns Dipl. Päd. Eduard Teubel und Dipl. Päd. Bernd
Gutmann sehr stark beim Mechanischen Teil der Inlineskater geholfen haben und wir Ihnen
dafür sehr dankbar sind.
Abschließend bedanken wir uns bei der Pueblo Fitness GmbH, VAZ St.Pölten und Voith Turbo
GmbH & Co. KG, ohne dessen finanzielle Unterstützung das Projekt in dieser Form nicht
möglich gewesen wäre.
Vielen Dank!
Daniel Reichl
Kevin Steindl

KURZFASSUNG
Heutzutage wird es finanziell immer schwieriger, kostengünstig zu seiner Arbeitsstelle,
Freunde oder Bekannte zu gelangen. Aufgrund dieser Problematik haben wir uns dazu
entschlossen, ein sowohl als umweltfreundlich, als auch kostengünstiges
Fortbewegungsmittel für die Stadt zu entwickeln.
Da dieser Markt momentan immer mehr an Bedeutung gewinnt, war es schwer eine
passende Lösung zu finden.
Nach langen Überlegungen und Ideen, haben wir uns dafür entschieden gewöhnliche
Rollerblades mit einem Elektroantrieb auszustatten.
Ausschlaggebend für diesen Entschluss war, dass Inlineskater sowohl handlich, als auch
kostengünstig zu realisieren sind und eine gute Alternative für Kurzstrecken darstellt. Man
kann damit Stufen steigen, Lifte betreten, als auch auf grob asphaltierten Straßen „cruisen“.
Des Weiteren kann man sie nach Gebrauch zum Beispiel sehr leicht in einem Büroschrank
verstauen.
Nachdem wir uns dafür entschieden haben, ein solches Produkt auf den Markt zu bringen,
begannen wir zu allererst Entwürfe und Skizzen zu erstellten.

Condensed version
Nowadays it is becoming more and more difficult to get to your workplace or your friends in
a cheap manner. Therefore we decided to develop an inexpensive and economically friendly
vehicle for the city.
At first it was difficult to find a suitable solution as the market gains more and more
importance. In the end we decided to equip ordinary rollerblades with an electric powertrain.
The reason for that decision was that rollerblades are not only realizable in an economic
manner but are also handy, suitable for short distances and a good alternative for other
means of transportation like bikes. In addition you can climb stairs with them, enter
elevators, cruise on coarsly asphalted streets and store them easily after usage (for example
in an office cupboard).
After we decided to launch such a product we first began to create drafts and sketches.

INHALTSVERZEICHNIS
EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG.......................................................................................... 2
DANKSAGUNG / WIDMUNGEN ......................................................................................... 3
KURZFASSUNG.................................................................................................................. 4
CONDENSED VERSION....................................................................................................... 5
INHALTSVERZEICHNIS ....................................................................................................... 6
KONZEPT................................................................................................................. 111
BLOCKSCHALTBILD .................................................................................................. 122
2.1 STEUERUNG......................................................................................................................12
2.2 EMPFÄNGER .....................................................................................................................12
2.3 STELLER ...........................................................................................................................12
2.4 MOTOR ...........................................................................................................................12
2.5 SERVO.............................................................................................................................12
UNSER ERSTER ENTWURF ........................................................................................ 133
ZAHNRÄDER MONTAGE........................................................................................... 224
4.1 VERZAHNUNGSGESETZ........................................................................................................22
4.2 DER VERWENDETE ZAHNKRANZ ............................................................................................24
4.2.1 Grundbasis für unser Produkt: Das handelsübliche Rollerblade-Rad...................24
4.2.2 Endprodukt nach Bearbeitung des Rollerblade-Rades.........................................25
TECHNISCHE AUSLEGUNG........................................................................................ 275
5.1 BERECHNUNG DER UMDREHUNGEN DES RADES / DES MOTORS ..................................................28
5.2 BERECHNUNG DER LEISTUNG BEIM BESCHLEUNIGEN .................................................................29
5.3 BERECHNUNG DER LEISTUNG BEI GLEICHFÖRMIGER BEWEGUNG .................................................31
5.4 BERECHNUNG DER LEISTUNG BEIM BREMSEN..........................................................................31
5.5 EFFEKTIVWERT DER LEISTUNG, DREHMOMENT ........................................................................32
5.6 LEISTUNGSDARSTELLUNG IN ABHÄNGIGKEIT DER ZEIT................................................................33
5.7 DREHMOMENTDARSTELLUNG AM RAD IN ABHÄNGIGKEIT DER ZEIT..............................................33
5.8 DREHMOMENTDARSTELLUNG AN DER MOTORWELLE IN ABHÄNGIGKEIT DER ZEIT ...........................34
AUTO – CAD ZEICHNUNGEN..................................................................................... 356
6.1 DISTANZSCHIENE 1.............................................................................................................35
6.2 HALTESCHIENE ..................................................................................................................36
6.3 DISTANZSCHIENE 2.............................................................................................................37
6.4 MONTAGESCHIENE FÜR DEN AKKUMULATOR........................................................................... 38
6.5 HALTEPLÄTTCHEN ..............................................................................................................39
6.6 KABELHALTERUNGEN..........................................................................................................40
GRUNDLAGEN ASYNCHRON- / SYNCHRONMOTOR................................................... 417

7.1 ASYNCHRONMOTOR...........................................................................................................41
7.1.1 Beschreibung ........................................................................................................41
7.1.2 Aufbau und Wirkungsweise..................................................................................41
7.1.3 Drehzahl-/Drehmomenten Kennlinie....................................................................43
7.2 SYNCHRONMOTOR.............................................................................................................44
7.2.1 Beschreibung ........................................................................................................44
7.2.2 Aufbau und Wirkungsweise..................................................................................44
FREQUENZUMRICHTER............................................................................................ 458
8.1.1 Beschreibung ........................................................................................................45
8.1.2 Funktion eines Frequenzumrichters .....................................................................45
AKKUMULATOREN .................................................................................................. 469
9.1 BLEIAKKUMULATOR............................................................................................................46
9.2 LI-ION-AKKU (LITHIUM-IONEN-AKKUMULATOR) .....................................................................46
9.3 LI-MN-AKKU (LITHIUM-MANGAN-AKKUMULATOR).................................................................46
9.4 LIFEPO4-ZELLE (LITHIUM-EISENPHOSPHAT-AKKUMULATOR).....................................................47
SERVOMOTOR......................................................................................................... 4710
10.1.1 Beschreibung ....................................................................................................47
10.1.2 Aufbau und Funktionsweise ............................................................................. 47
10.1.3 Anwendungsgebiete.........................................................................................47
PRODUKTE .............................................................................................................. 4811
11.1 DREHSTROM SYNCHRONMOTOR.......................................................................................48
11.1.1 Beschreibung ....................................................................................................48
11.1.2 Specifications....................................................................................................48
11.1.3 Dimensions .......................................................................................................49
11.2 MOTORREGLER .............................................................................................................50
11.2.1 Beschreibung ....................................................................................................50
11.2.2 Information.......................................................................................................50
11.2.3 Specifications....................................................................................................51
11.3 PROGRAMMIERGERÄT ....................................................................................................52
11.3.1 Beschreibung ....................................................................................................52
11.3.2 Functions ..........................................................................................................52
11.3.3 Information.......................................................................................................53
11.4 AKKUMULATOR .............................................................................................................54
11.4.1 Beschreibung ....................................................................................................54
11.4.2 Information.......................................................................................................54
11.4.3 Specifications....................................................................................................55
11.4.4 Dimensions .......................................................................................................55
11.5 LADEGERÄT ..................................................................................................................56
11.5.1 Beschreibung ....................................................................................................56

11.5.2 Information.......................................................................................................56
11.5.3 Features............................................................................................................57
11.5.4 Specifications....................................................................................................57
11.6 FERNSTEUERUNG...........................................................................................................58
11.6.1 Beschreibung ....................................................................................................58
11.6.2 Information.......................................................................................................59
11.6.3 Specifications....................................................................................................59
11.7 EMPFÄNGER .................................................................................................................60
11.7.1 Beschreibung ....................................................................................................60
11.7.2 Specifications....................................................................................................60
11.8 MOTORWELLE ..............................................................................................................61
11.8.1 Beschreibung ....................................................................................................61
11.9 KABELVERBINDUNGEN ....................................................................................................61
11.9.1 Beschreibung ....................................................................................................61
11.10 STECKER ......................................................................................................................62
11.10.1 Beschreibung ....................................................................................................62
11.11 SCHRUMPFSCHLÄUCHE ...................................................................................................62
11.11.1 Beschreibung ....................................................................................................62
11.12 ISOLIERHÜLSEN..............................................................................................................63
11.12.1 Beschreibung ....................................................................................................63
11.12.2 Y-Kabel..............................................................................................................63
11.13 AKKUANZEIGE ...............................................................................................................64
11.13.1 Beschreibung ....................................................................................................64
11.14 SERVOMOTOR...............................................................................................................64
11.14.1 Beschreibung ....................................................................................................64
11.14.2 Information.......................................................................................................64
11.14.3 Allgemeine Beschreibung:................................................................................65
11.14.4 Artikelbeschreibung:.........................................................................................65
11.14.5 Technische Beschreibung .................................................................................65
11.15 SERVOSCHEIBE ..............................................................................................................66
11.15.1 Beschreibung ....................................................................................................66
11.15.2 Information.......................................................................................................66
11.16 VERLÄNGERUNGSKABEL ..................................................................................................66
11.16.1 Beschreibung ....................................................................................................66
VERLÄNGERUNGSK. 15CM 0,35QMM UNI VERDRIL.............................................................66
11.16.2 Informationen...................................................................................................67
11.17 AKKUZELLE FÜR DIE FERNSTEUERUNG ................................................................................67
11.17.1 Beschreibung ....................................................................................................67
11.17.2 Allgemeine Beschreibung:................................................................................67

11.18 LADEGERÄT FÜR DIE FERNSTEUERUNG................................................................................68
11.18.1 Beschreibung ....................................................................................................68
11.18.3 Features:...........................................................................................................69
11.19 LEDS (BELEUCHTUNG DER SKATES)...................................................................................70
11.19.1 Led blau ............................................................................................................70
11.19.2 Technische Daten .............................................................................................70
11.20 LED ROT......................................................................................................................70
LED 5MM ROT 14.000MCD WEERD14-CS .................................................................................70
11.20.1 Technische Daten .............................................................................................70
KOSTENÜBERSICHT.................................................................................................. 7112
PRAXISTEST............................................................................................................. 7214
14.1 TESTPERSONEN .............................................................................................................72
14.2 WEGFAHREN ................................................................................................................72
14.3 STEHENBLEIBEN.............................................................................................................73
14.4 KURVEN FAHREN ...........................................................................................................73
14.5 STRAßENVERHÄLTNISSE...................................................................................................73
BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHER TEIL........................................................................... 7415
15.1 DAS UNTERNEHMEN ......................................................................................................74
15.2 FIRMENLOGO................................................................................................................74
15.3 FIRMEN PROFIL .............................................................................................................74
15.4 ERZEUGNIS DER FIRMA ...................................................................................................75
15.5 DAS FABRIKAT „NES“....................................................................................................75
15.6 KOSTENRECHNUNG ........................................................................................................76
15.6.1 Materialkosten eines „NES“ ............................................................................. 76
15.6.2 Stundentafel .....................................................................................................78
15.6.3 Entwicklungskosten des Prototypes.................................................................78
15.6.4 Werbeaufwand.................................................................................................79
15.6.5 Betriebskosten..................................................................................................79
15.6.6 Materialkosten pro Stück (variable Kosten).....................................................80
15.6.7 Verkaufspreis pro Stück....................................................................................80
15.7 BREAK-EVEN-ANALYSE....................................................................................................81
15.7.1 Fixkosten...........................................................................................................81
15.7.2 Variable Kosten ................................................................................................81
15.7.3 Formeln zur Break-Even-Analyse......................................................................82
15.7.4 Berechnung Break – Even - Point .....................................................................82
15.8 BREAK-EVEN-ANALYSE ...................................................................................................83
15.9 MARKETINGSTRATEGIEN .................................................................................................84
15.10 BESTIMMUNG DES ZIELMARKTES.......................................................................................85

15.11 KONKURRENZANALYSE....................................................................................................85
FERTIGES PRODUKT................................................................................................. 8616
ZUSAMMENFASSUNG.............................................................................................. 8717
NORMEN................................................................................................................. 8818
PLÄNE ..................................................................................................................... 8919
19.1 ROLLSCHUH..................................................................................................................89
19.2 DISTANZSCHIENE 1.........................................................................................................90
19.3 HALTESCHIENE ..............................................................................................................91
19.4 ROLLSCHUH AUßENANSICHT ............................................................................................92
19.5 DISTANZSCHIENE 2.........................................................................................................93
19.6 MONTAGESCHIENE FÜR DEN AKKUMULATOR UND DER ANZEIGE .............................................94
19.7 ROLLSCHUH INNENANSICHT .............................................................................................95
19.8 HALTEPLÄTTCHEN ..........................................................................................................96
19.9 KABELHALTERUNGEN......................................................................................................97
ABBILDUNGSVERZEICHNIS....................................................................................... 9820
TABELLENVERZEICHNIS...........................................................................................10021

Konzept1
Wir hatten uns für unsere Diplomarbeit für elektrobetriebene Inlineskates entschieden,
deswegen überlegten, wie sich das Fahr- bzw. Bremsverhalten durch einen Antrieb auf den
Rollerblades realisieren lässt.
Wir waren bestrebt, sowohl eine sinnvolle als auch eine sichere Geschwindigkeit zu wählen
und entschlossen uns für zirka 20 – 25 km/h. Es war uns wichtig, dass Unfallrisiko zu
reduzieren. Die Konstruktion erfolgte unter Einhaltung der geltenden Sicherheits-
vorschriften und ÖNORM-Richtlinien. Es war uns auch ein besonders Anliegen, den
wirtschaftlichen Aspekt nicht aus den Augen zu verlieren.
Nachdem wir uns mit dem Thema „Antriebstechnik“ längere Zeit beschäftigten, fassten wir
den Entschluss, Wechselstrom–Motoren zu verwenden, deren Stromversorgung mittels
Akkupacks sichergestellt wird. Die Ansteuerung dafür sollte für jeden Benutzer sehr einfach
sein, deshalb verwendeten wir eine handelsübliche Pistolensteuerung, die über Funk mit den
Motoren kommunizieren sollte.

Blockschaltbild2
2.1 Steuerung
Es handelt sich um eine „einfache“ handelsübliche Pistolengriff-Fernsteuerung. Siehe Seite
58
2.2 Empfänger
Ist das Gegenstück zur Fernsteuerung, welches die Funksignale, elektrisch sowohl an den
Steller als auch an den Servo weitergibt. Siehe Seite 60
2.3 Steller
Steuert den daran angeschlossenen bürstenlosen Drehstromsynchronmotor, mit dem
elektrischen Signal des Empfängers. Siehe Seite 50
2.4 Motor
Ist ein bürstenloser Drehstromsynchronmotor. Siehe Seite 48
2.5 Servo
Steuert mechanisch die Bremse mit dem Signal des Empfängers. Siehe Seite 64
ABBILDUNG 1 - BLOCKSCHALTBILD

Unser Erster Entwurf3
Hinweis: Mit „Unser Erster Entwurf“ ist die Umsetzung unserer ersten Idee gemeint. Diese
ist jedoch nicht exakt Umgesetzt worden, da wir während des Projektes auf
verbesserungswürdige Kriterien kamen und diese sofort abänderten. Der Entwurf soll nur
einen Einblick in unsere Grundüberlegungen verschaffen.
Diplomarbeit "Inlineskater"
Beschreibung:
Handelsübliche Inlineskater sollen elektrisch angetrieben werden.
Pro Rollerblade sollen vier Elektromotoren, die mittels einer Funksteuerung angesteuert
werden, eine darin stehende Person in Bewegung setzen.
Stromversorgung
Regler, Anzeigen,…
DrehstrommotorenFernsteuerung
ABBILDUNG 2 - ÜBERBLICK DES ELEKTROBETRIEBENEN INLINESKATES

Nutzen der Entwicklung:
Alternatives Fortbewegungsmittel, Bewegung und Sport, Funfaktor
Produkte:
Produkt Stückzahl Preis geschätzt (€) Preis Gesamt (€)
Inlineskater von
Rollerblade "Tempest 110"
1 200 - 350 200
Drehstrommotor ca. 500 -
700W/ 12 V
8 25 - 40 200 - 320
Drehstromregler für den Motor 8 30 - 40 240 - 320
LiPo - LiFe Akkus 4 130 520
Fernsteuerung + 2 Empfänger
2,4 GHz
1 70 70
Diverse Bauteile 50 50
TABELLE 1 - ERSTE KOSTENAUFSTELLUNG
Vermutlicher Kostenaufwand für die Erstellung des Prototyps: 1280 bis 1630 €
Hinweis: Nach der Berechnung ergab sich, dass es möglich ist, die Stückzahl von Acht
Drehstrommotoren auf Vier zu reduzieren, um den Prototypen kostengünstiger zu
produzieren. Des Weiteren ergab sich, dass zwei Akkumulatoren die ausreichende Kapazität
zur Verfügung stellen.
Webseiten:
Wir erkundigten sich anhand dieser Webseiten über die Preise der Produkte
www.rollerblade.com
www.hobbyking.com

Entwurf von Oben
ABBILDUNG 3 - ANSICHT VON OBEN

Entwurf von Vorne
ABBILDUNG 4 - ANSICHT VON VORNE

Entwurf von rechts / links
ABBILDUNG 5 - ANSICHT VON LINKS
ABBILDUNG 6 - ANSICHT VON RECHTS

3D Ansicht 1
ABBILDUNG 7 - 3D ANSICHT 1

3D Ansicht 2
ABBILDUNG 8 - 3D ANSICHT 2

3D Ansicht 3
ABBILDUNG 9 - 3D ANSICHT 3.1

3D Ansicht 4

Zahnräder Montage4
„Zahnräder dienen der unmittelbaren formschlüssigen Übertragung von Drehmoment und
Drehbewegungen zwischen parallelen, sich kreuzenden oder sich schneidenden Wellen.“1
Aufgrund unseres bescheidenen Budgets, hat man sich letztendlich dazu entschlossen, aus
der Vielzahl der Getriebegrundformen Stirnzahnräder und Zahnstange aus S45C- Stahl für
unser Projekt zu verwenden. Des Weiteren sind die verwendeten Komponenten
induktionsgehärtet sowohl als auch brüniert und besitzen eine Zugfestigkeit von 569N/mm2
mit einem Eingriffswinkel von 20°. Induktionsgehärteter Stahl zeichnet sich dadurch aus,
dass er durch Flamm- oder Induktionshärtung eine härtere Randzone erhalten kann.
Ausschlaggebend für unsere Überlegungen war auch der Aspekt, ein möglichst
preisgünstiges Produkt auf den Markt zu bringen, um auch Menschen mit niedrigerem
Einkommen anzusprechen.
4.1 Verzahnungsgesetz
„Zwei Zahnflanken sind nur dann brauchbar, wenn die normale auf den jeweiligen
Berührungspunkt B die Verbindungslinie der beiden Mittelpunkte M1, M2 die im
umgekehrten Verhältnis die Winkelgeschwindigkeit teilt.
Kurz: Die jeweilige Eingriffsnormale muss stets durch den Punkt C gehen.“2
Die Übersetzung eines Zahnradpaares ist i
Index 1 bezogen auf antreibendes Rad.
Index 2 bezogen auf angetriebenes Rad
Gleichmäßiger Lauf beider Räder setzt i = konstant voraus.
1
Das Techniker Handbuch Band 2, Alfred Böge
2
Ebenda

Im folgenden Bild ist B der augenblickliche Berührungspunkt zweier zunächst beliebig
geformter Zahnflanken. B läuft als Punkt des Rades 1 mit der Umfangsgeschwindigkeit v2 um
M2. Die beiden Zahnflanken haben in B gemeinsam die Tangente t und die Normale n. Die
Umfangs Geschwindigkeiten v1 und v2 werden in die Tangentialkomponenten w1 und w2 und
in die Normalkomponenten c1und c2 zerlegt. Sollen die Zahnflanken sich immer berühren,
d.h. sich weder voneinander entfernen noch ineinander eindringen, dann muss c1 = c2
sein.“ 3
n1,2 ..........Drehzahl
ω1,2..........Winkelgeschwindigkeit
r1,2 ...........Teilkreisradius
z1,2 ...........Zähnenzahl
B..............augenblicklicher Berührungspunkt
v1,2...........Umfangsgeschwindigkeit
t...............gemeinsame Tangente
n..............Normale
M1,2 .........Mittelpunkt
w1,2...............Tangentialkomponenten
c1,2...........Normalkomponenten
3
Das Techniker Handbuch Band 1, Alfred Böge
ABBILDUNG 13 - VERZAHNUNGSGESETZ

4.2 Der verwendete Zahnkranz
Die erste Überlegung war ein Innenzahnkranz, der auf die Größe des Rollschuhrades
angepasst werden sollte (ca. 70 mm Durchmesser). Da weder die Bestandteile zu bekommen
waren und auch die Montage technisch nicht realisierbar war, wurde das tiefer stehende
Konzept gewählt.
4.2.1 Grundbasis für unser Produkt: Das handelsübliche Rollerblade-Rad
Daten:
Raddurchmesser: 110 mm
Felgendurchmesser: 70 mm
Innendurchmesser: 25 mm
Achsendurchmesser: 8 mm
00
Gummi
Felge
Innendurchm.
Achse
Raddurchmesser
Felgendurchmesser
Innendurchmesser
Achsendurchmesser
ABBILDUNG 14 - ROLLSCHUHRAD
ABBILDUNG 15 - RAD ABMESSUNGEN

4.2.2 Endprodukt nach Bearbeitung des Rollerblade-Rades
Daten:
Großes Zahnrad
 Mittellinie der Zahnhöhe = 40 mm
 Von Spitze zu Spitze = 42 mm
Kleines Zahnrad
 Mittellinie der Zahnhöhe = 12 mm
 Von Spitze zu Spitze = 14 mm
00
Gummi
Felge
Achse
Großes-Zahnrad
Kleines - Zahnrad
ABBILDUNG 17 - ROLLSCHUHRAD MIT
ZAHNKRANZ
ABBILDUNG 16 - ZAHNKRANZ ABMESSUNGEN

Kunststoff - Rad
großes Zahnrad, Kunststoff
Delrin-Zahnräder, Modul 1,0
Best.-Nr. Zähne A B C D E F G
521-7584 40 8 16 40 42 6 6 12
TABELLE 2 - ABMESSUNGEN GROSSES ZAHNRAD KUNSTSTOFF
Preis: 4,77 €
kleines Zahnrad, Kunststoff
Delrin-Zahnräder, Modul 1,0
521-7461 12 4 8 12 14 6 6 12
TABELLE 3 - ABMESSUNGEN KLEINES ZAHNRAD KUNSTSTOFF
Preis: 2,57 €
Metall - Rad
großes Zahnrad, Stahl
4x Metrisches Stirnzahnrad mit Durchmesser 42
521-6339 40 10 38 40 42 10 10 20
TABELLE 4 - ABMESSUNGEN GROSSES ZAHNRAD STAHL
Preis pro Stück: 11,15 €
Summe: 44,60€
kleines Zahnrad, Stahl
4x Metrisches Stirnzahnrad mit Durchmesser 14
521-6193 12 6 10 12 14 10 20 30
TABELLE 5 - ABMESSUNGEN KLEINES ZAHNRAD STAHL
Preis pro Stück: 6,06 €
Summe: 24,24€
Gesamtpreis: 68,84 €
ABBILDUNG 18 - ZAHNRADBEMAßUNG

Technische Auslegung5
Ein Rollschuh (mit einem Rad angenommen) mit der Masse m=40 kg soll aus dem
Ruhezustand so beschleunigt werden, dass er unterhalb 10s eine Geschwindigkeit von
25km/h besitzt.
ABBILDUNG 19 - KRÄFTEPLAN VEREINFACHT DARGESTELLT

5.1 Berechnung der Umdrehungen des Rades / des Motors

5.2 Berechnung der Leistung beim Beschleunigen

1

5.3 Berechnung der Leistung bei Gleichförmiger Bewegung
5.4 Berechnung der Leistung beim Bremsen

5.5 Effektivwert der Leistung, Drehmoment

5.6 Leistungsdarstellung in Abhängigkeit der Zeit
5.7 Drehmomentdarstellung am Rad in Abhängigkeit der Zeit

5.8 Drehmomentdarstellung an der Motorwelle in Abhängigkeit der Zeit

Auto – CAD Zeichnungen6
6.1 Distanzschiene 1
Für die weiteren Schritte, musste auf dem originalen Rollschuh eine Konstruktion (Schiene)
befestigt werden, die mehr Platz für die Montage weiterer Bauteile schuf. Die Befestigung
des Motors und Akkus wäre nicht möglich gewesen, da sonst keine geeignete Fläche für den
Einbau zur Verfügung stand. Aus diesem Grund wurde eine Schiene mithilfe von Auto – CAD
entworfen.
Gleichzeitig soll sie „stylisch“ und sportlich wirken, um das moderne Gesamtkonzept zu
unterstreichen.
Für die Befestigung der Schiene an dem originalen Rollschuh, sind bereits die Löcher für die
bestellten Zahnräder ausgeschnitten.
Die Distanzschiene 1 ist 4 mm dick und gleicht die Unebenheiten der
Originalschiene des Rollschuhs aus. Sie schließt eben ab und dadurch
ist eine gerade Montagefläche gegeben.
Ausgeschnitten wurden Schiene und Löcher mit der Wasserstrahlmaschine
der Maschinenbau-Abteilung der HTL St.Pölten.
Kraftübertragung der Motorwelle
auf den Zahnkranz im Rad.
ABBILDUNG 20 – GRUNDRISS DER DISTANZSCHIENE 1

6.2 Halteschiene
Für die „gute“ Befestigung der elektrischen Bauteile wurde eine weiter Halteschiene kreiert,
welche auf die Distanzschiene 1 platziert wurde. Da die Distanzschiene die Unebenheiten
ausgleicht, konnte die Halteschiene problemfrei auf dieser befestigt werden, ohne dass sie
auf dem originalen Rollschuh aufliegt.
Die Komponenten sollten durch die weitere Halteschiene, die 6 mm dick ist, versenkt
werden um das Verrutschen dieser zu verhindern.
Um die Bauteile optimal zu positionieren, mussten Ausnehmungen für die Motorregler und
Empfänger vorgesehen werden. Dazu musste die Schiene in der Mitte verbreitert werden
um genügend Platz für Schraubbefestigungen zu bieten.
Damit der Schraubenkopf an den äußeren 2 Löchern nicht störend für
die Befestigung des Motors war, wurden diese Löcher auf den
Durchmesser des Schraubenkopfes vergrößert. Die Halteschiene
wird somit nur mit den 2 mittleren Löchern mitgeschraubt um
ausreichend Halt zu bieten.
Empfänger
Motorregler
Motorregler
ABBILDUNG 21 – GRUNDRISS DER HALTESCHIENE
1… Motorwellenloch
2… äußeres Loch
3…mittleres Loch
1
1
2
2
3
3

6.3 Distanzschiene 2
Nachdem genügend Platz für Motoren, Motorregler und Empfänger gegeben war, fehlte
eine weitere Auflagefläche für den Akkumulator und deren Spannungsanzeige. Diese beiden
Bauteile wurden auf der zweiten Seite des Rollschuhes montiert.
Zu diesem Zweck war eine weitere Distanzschiene erforderlich, mit der die Unebenheiten
auf der zweiten Seite der originalen Rollschuhschiene ausgeglichen werden. Sie ist aufgrund
der Aerodynamik an der Vorderseite etwas verkürzt und 4 mm dick.
Die Hinterseite ist mit der Distanzschiene 1 gleich, da später die Fläche noch für die Bremsen
benötigen wurde.
Vergleich Distanzschiene 1 und 2
ABBILDUNG 23 – GRUNDRISS DER
DISTANZSCHIENE 2
ABBILDUNG 22 – GRUNDRISS DER
DISTANZSCHIENE 1

6.4 Montageschiene für den Akkumulator
Die Montageschiene für den Akku bietet eine genügend große Auflagefläche, damit der
Akkumulator gut aufliegt und nicht vibriert.
Die punktierte Strichlinie kennzeichnet die Form der Halteschiene 2. Die Montageschiene für
den Akku wurde somit nur erweitert um den maximalen Platz auszuschöpfen. Diese wird
ebenfalls mit allen 4 Löchern mitgeschraubt, da die Muttern der Schrauben auf dieser Seite
als Auflage Fläche für den Akku bzw. für die Akkuanzeige verwendet werden.
Akkumulator
Akkuanzeige
ABBILDUNG 24 – GRUNDRISS DER MONTAGESCHIENE FÜR DEN AKKU

6.5 Halteplättchen
Um die Anzeigen, die Motorregler und die Akkumulatoren in der versengten Schiene zu
befestigen, wurden Halteplättchen aus Plexiglas (Polycarbonat) angefertigt. Diese werden
über den jeweiligen Bauteil geschraubt und sollen das Herausfallen der Komponenten
verhindern.
Die Halteplättchen der Akkuanzeige sowie die Halteplättchen für die Akkus wurden mit 2 M4
Schrauben verschraubt.
Die Regler- und Empfängerhalterungen wurden jeweils mit 4 und 2 M2 Schrauben befestigt.
2x
Halteplättchen für
Akkuanzeige
4x
Motorregler
2x Halteplättchen für Akkumulator
2x
Empfänger
ABBILDUNG 25 – GRUNDRISS HALTEPLÄTTCHEN

6.6 Kabelhalterungen
Aufgrund des geringen Platzes, welcher von den Rollschuhen gegeben ist, musste
demzufolge eine Plexiglashalterung für die Kabeln hergestellt werden. Diese ist eine sehr
praktische als auch optisch ansprechende Lösung. Sie verhindert das Verfangen der
Spannungsversorgungsleitungen in eines der Räder, das zu Unfällen führen könnte.
Die Kabelhalterung besteht aus zwei unterschiedlich großen Plexiglasteilen, die mittels
Abstandhalter aufeinander geschraubt werden. In der Mitte der beiden Schienen liegen die
Kabelverbindungen, die dadurch gegen dauerndes Vibrieren und Verrutschen geschützt sind.
Die äußere größere Schiene wird mit den zwei äußersten Löchern an der Halteschiene im Alu
mit 2 M4 Schrauben befestigt.
äußere größere Schiene
innere kleinere Schiene
ABBILDUNG 26 – GRUNDIRSS DER KABELHALTERUNGEN
Loch für Befestigung an der Halteschiene

Grundlagen Asynchron- / Synchronmotor7
7.1 Asynchronmotor
7.1.1 Beschreibung
Heutzutage ist der Drehstromasynchronmotor der am häufigsten eingesetzte Antriebsmotor.
Er zeichnet sich mit einem einfachen Aufbau und einer hohen Betriebssicherheit aus. Der
wesentliche Nachteil eines Asynchronmotors liegt in der begrenzten Drehzahlregelung, diese
spielt aber in der Praxis jedoch nur eine zweitrangige Rolle, da aufgrund der heutige Technik
mittels Frequenzumrichter auch Asynchronmotoren gut steuerbar sind.
7.1.2 Aufbau und Wirkungsweise
Die Asynchronmaschine setzt sich aus 2 Teilen zusammen, einerseits besitzt er einen
stillstehenden Stator, andererseits benötigt der Motor auch einen rotierenden Roter bzw.
Läufer. Beide Komponenten werden durch einen geringen Luftspalt voneinander getrennt.
ABBILDUNG 27 - LÄNGSSCHNITT DURCH EINE ASYNCHRONMASCHINE

Aufgrund dessen, dass immer ein Drehmoment benötigt wird um die Reibungsverluste zu
decken, muss immer eine Relativbewegung zwischen Drehfeld und Läufer vorhanden sein.
Die Relativbewegung zwischen dem Läufer und dem Drehfeld wird als Schlupf s definiert.
Schlupf:
n1: synchrone Drehzahl von Drehfeld (Kreisdrehfeld)
n: Läuferdrehzahl = Motordrehzahl
f1: Netzfrequenz= Statorfrequenz
f2: Läuferfrequenz
ABBILDUNG 28 - QUERSCHNITT DURCH EINE ASYNCHRONMASCHINE

7.1.3 Drehzahl-/Drehmomenten Kennlinie
In folgendem Bild kann man eine typische Motorkennlinie eines Asynchronmotors erkennen.
Für die Darstellung wurde ein Kippschlupf sK =0,2 und das normierte Kippmoment MK/MN =
2,5 herangezogen.
ABBILDUNG 29 - MOTORKENNLINIE EINER ASM (IM 1. QUADRANTEN)

7.2 Synchronmotor
7.2.1 Beschreibung
Synchronmotoren finden ihr Einsatzgebiet vor allem dort wo es auf eine konstante Drehzahl
ankommt. Sie besitzen neben einem guten Wirkungsgrad noch den Vorteil, dass sie alle
kapazitiven Ströme ziehen können und somit in der Lage sind, den Blindstromanteil der
vorwiegend induktiv belasteten Netze zu kompensieren.4
7.2.2 Aufbau und Wirkungsweise
Man unterscheidet grundsätzlich zwei Bauarten. Einerseits gibt es die Außenpolmaschine,
welche vor allem in Sonderfällen eine praktische Bedeutung hat. Andererseits gibt es dann
noch die Innenpolmaschine welche vor allem für große Leistungen verwendet wird.
1) Stator
2) Pole
3) Läufer mit Drehstromwicklung
4
Elektrische Maschinen und Antriebe Grundlagen, Dr. W. Höger
1) Stator mit Drehstromwicklung
2) Läufer mit Gleichstromwicklung
ABBILDUNG 31 - BAUART
AUßENPOLMASCHINE
ABBILDUNG 30 - BAUART
INNENPOLMASCHINE

Frequenzumrichter8
8.1.1 Beschreibung
Die Motordrehzahl wird von der Netzfrequenz und der Polpaarzahl bestimmt. Aufgrund
dessen, dass man die Polpaarzahl nicht verstellen kann erfolgt eine Änderung der
Netzfrequenz mit einem Frequenzumrichter. Ein Frequenzumrichter besteht im
Wesentlichen aus einem Gleichrichter, einem Zwischenkreis und einem Wechselrichter.
8.1.2 Funktion eines Frequenzumrichters
Ein Zwischenkreisumrichter besteht aus drei wesentlichen Komponenten, dem
ungesteuerten oder gesteuerten Stromrichter (Gleichrichter), einem Spannungs- oder
Stromzwischenkreis und einem selbst- oder lastgeführten Wechselrichter. Der netzgeführte
Stromrichter erzeugt aus der konstanten Wechselspannung U1, der Frequenz f1 und der
Phasenzahl m1 eine konstante oder veränderliche Gleichspannung. Der Wechselrichter
formt aus dieser Gleichspannung eine Wechselspannung mit beliebiger Phasenzahl und
Frequenz. Der Spannungs- oder Stromzwischenkreis entkoppelt den netzgeführten
Stromrichter vom selbstgeführten Stromrichter, damit beide möglichst unbeeinflusst
arbeiten können.
ABBILDUNG 32 - FUNKTIONEN EINES FREQUENZUMRICHTERS

Akkumulatoren9
9.1 Bleiakkumulator
Ein Blei–Akku ist ein Bleioxid System, welches in vielen verschiedenen Ausführungen und
Bauformen hergestellt wird. Im Wesentlichen unterscheidet man zwischen offenen und
gasdichten Systemen. Des Weiterem werden Blei-Akkus nach 6-jähriger Betriebsdauer im
professionellen Bereich getauscht, da sich eine Bleizelle pro Tag etwa um 1 % entlädt. Die
Nennspannung beträgt etwa 2 Volt und die Leerlaufspannung bewegt sich etwa um 2,08 Volt.
Blei-Akkus werden überall dort eingesetzt wo eine hohe Strombelastbarkeit erforderlich ist.
9.2 Li-Ion-Akku (Lithium-Ionen-Akkumulator)
Lithium-Ionen-Akkumulator werden auch Swing, Shuttle oder Ionentransfer-Batterien
genannt. Die Lade- und Entladeprozesse bewirken vor allem den Transfer von Lithium-Ionen
zwischen den Elektroden. Als Kathode dient Lithium-Kobaltoxyd, und als Anode wird eine
sehr feine Kohlenstoffmatrix gebildet, die Lithium-Ionen einlagern kann. Die
Klemmenspannung beträgt durchschnittlich 3,6 Volt und besitzt mehr als 1000 Ladezyklen.
9.3 Li-Mn-Akku (Lithium-Mangan-Akkumulator)
Er ist ein idealer Nachfolger der Sinterzelle. Es handelt sich um hochstromfähige
eigensichere Becherzellen mit Sicherheitsventilen, welche relativ unempfindlich gegen
fehlerhafte Behandlung sind. Des Weiterem bieten Lithium–Ionen-Mangan-Akkumulatoren
eine sehr gute Haltbarkeit. Die Zellenspannung beträgt im Durchschnitt 3,7 Volt und hält
einer Lebensdauer von etwa 1000 Zyklen stand.

9.4 LiFePo4-Zelle (Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator)
Ist eine Becherzelle oder prismatische Zelle, wie der Li-Po-Akku (Lithium-Polymer-
Akkumulator). LiFePo4 Akkumulatoren sind der ideale Nachfolger der Sinterzelle. Sie ist eine
hochstromfähige eigensichere Industriezelle aus dem Automotive-Bereich mit
Sicherheitsventilen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die LiFePo4 Zelle sehr unempfindlich gegen
eine fehlerhafte Behandlung ist. Die Zellenspannung beträgt etwa 3,25 Volt und die
Lebensdauer beträgt deutlich mehr als 1000 Zyklen.
Servomotor10
10.1.1 Beschreibung
Als Servomotoren werden elektrische Motoren bezeichnet, die mit einem Servoregler
ausgestattet sind. Servomotoren werden in einem geschlossenen Regelkreis betrieben. Man
unterscheidet unter anderem in momentan-, geschwindigkeits- oder positionsgeregelten
Betrieb.
10.1.2 Aufbau und Funktionsweise
Um die Position des Rotors genau zu erfassen wird eine bestimmte Messeinrichtung
verwendet. Die elektronische Regelung vergleicht das Signal von Sollwert mit dem Istwert
und entscheidet danach, in welche Richtung mit welcher Geschwindigkeit gefahren werden
muss.
10.1.3 Anwendungsgebiete
Servomotoren finden für eine Vielzahl von Anwendungen eine passende Verwendung.
Häufig werden sie in industriellen Anlagen verwendet, aber auch in diversen
Werkzeugmaschinen. Auch im Modellbau werden Servomotoren eingesetzt.

Produkte11
11.1 Drehstrom Synchronmotor
11.1.1 Beschreibung
Mittels der vier Drehstrom-Synchronmotoren sollen die Inlineskater zusammen mit einer
Person in Bewegung gesetzt werden.
Da die Außenläufer Drehstrom Motoren (Outrunner), der Marke „Turnigy“ ein höheres
Drehmoment aufweisen, fiel die Entscheidung auf dieses Produkt. Es wurden pro Fuß jeweils
ein Motor an dem Vorderrad und eines an dem Hinterrad angebracht um genügend Kraft auf
die Räder zu bringen.
Turnigy Aerodrive SK3 - 5055-280kv Brushless Outrunner Motor
Produkt ID: SK3-5055-280
11.1.2 Specifications
Turns (T) 18 T
Voltage 6~10S Lipoly
RPM/V 280
Internal resistance (mΩ) 31
Max Loading (A) 60
Max Power (W) 1510
Shaft Dia (mm) 6.0
Weight (g) 369
Motor Plug 4 mm Bullet Connector
Max Voltage (V) 37
Weight (g) 369
TABELLE 6 - SPECIFICATIONS OF THE ENGINE
ABBILDUNG 33 - MOTOR

11.1.3 Dimensions
Shaft A (mm) 6
Length B (mm) 59
Diameter C (mm) 49
Can Length D (mm) 33
Total Length E (mm) 81
TABELLE 7 – DIMENSIONS OF THE ENGINE
Stück: 4
Preis: 49,23 $
ABBILDUNG 34 – DIMENSIONS OF THE ENGINE

11.2 Motorregler
11.2.1 Beschreibung
Als Motorregler wurde ein passender Drehstromregler für die Motoren gewählt, der die
Gleichspannung von dem Akkumulator in eine Drehspannung umwandelt. Zum Einsatz kam
ein Regler der Marke „Turnigy“, da dieser am besten mit den gewählten Motoren
harmoniert und den maximalen Strom der Außenläufer führen kann.
Wichtig war auch, dass der Regler Programmierfunktionen besitzt, wie zum Beispiel einen
sanften Anlauf, eine Begrenzung der maximalen Geschwindigkeit sowie die Möglichkeit des
Abschaltens der Magnetbremsung.
TURNIGY Plush 80A w/ UBEC Speed Controller
Produkt ID: TR_P80A
11.2.2 Information
Plush 80A 26v Brushless Speed Controller
The Plush series ESC are a very good quality controller. They have a broad range of
programming features and a smooth throttle response compared to other BESCs in the same
price range.
Our TURNIGY speed controllers come with a 14 month warranty. We guarentee these are
the best Brushless Speed Controllers you can purchase at this price.
These speed controllers are sold in western countries under various names at triple the price.
We are certain you will find these to be the best BESC available from Asia.
ABBILDUNG 35 - MOTORREGLER

Cont Current (A) 80
Burst Current (A) 90
UBEC Mode 3 A / 5 V output
Voltage Range (V) 5,6 – 26
Weight (g) 91
Size (mm) 88 x 31 x 14
TABELLE 8 - SPECIFICATIONS OF THE CRUISE CONTROL
User Programmable, both via controller and optional programming card. The programming
card is an excellent item as it instantly tells the user the current settings and with a few
simple clicks of the buttons, the user can change the settings and have graphical reassurance
of those changes.
The programming card is an excellent Item and simple to use!
Stück: 4
Preis: 39,99 $

11.3 Programmiergerät
11.3.1 Beschreibung
Zur Programmierung des Motorreglers, wurde das Programmiergerät der Marke
„Turnigy“ verwendet. Mittels dieser kleinen „Programcard“ können einige Funktionen in den
Regler programmiert werden.
11.3.2 Functions
1. Brake OFF / ON
2. Battery Type Li-xx / Ni-xx
3. Cut Off Type Soft-Cut / Cut-Off
4. Cut Off Voltage Low / Middle / High
5. Start Mode Normal / Soft / Very Soft
6. Timing Mode Low / Middle / High
7. Music / Li-Po Cells D / C / B / A
8. Governor Mode OFF / ON
Alle Funktionen die diese Karte besitzt, konnten nicht verwendet werden, da der Motor
diese nicht unterstützte.
TURNIGY BESC Programming Card
Produkt ID: TR_PC
ABBILDUNG 36 – PROGRAMMING CARD

11.3.3 Information
Compatible with H-Wing, OEMRC and TURNIGY Speed Controllers.
This device plugs inbetween the Rx and the speed controller. It allows the user to program
the BESC according to a series of LED indicators.
it has buttons at the bottom so you can navigate through the menu and select the feature
you want, then change it. Its very simple and is much easier than listening to jingles or a
series of beeps.
This item is an excellent addition to your flight kit, especially with the new hard plastic case
and lets you quickly change the BESCs settings in the field in a much shorter time and with
greater assurance that what you have changed is correct and saved into the BESC.
No more black magic throttle stick programming!
Throw away the manual, you wont need it anymore!
Compatible with all Hobbywing, Thunderpower, Turnigy and OEMRC Sentilon speed
controllers.
Stück: 1
Preis: 6,95 $

11.4 Akkumulator
11.4.1 Beschreibung
Um die Motoren mit genügend Strom zu versorgen, wurde pro Fuß einen Lithium Polymer
Akkumulator mit 8000mAh bestellt. Grundvoraussetzung war, dass diese beiden
„Akkupacks“ die Inlineskates mindestens eine Stunde versorgen können.
Turnigy nano-tech 8000mAh 6S 25~50C Lipo Pack
Produkt ID: N8000.6S.25
11.4.2 Information
More than just a fancy name. TURNIGY nano-tech lithium polymer batteries are built with an
LiCo nano-technology substrate complex greatly improving power transfer making the
oxidation/reduction reaction more efficient, this helps electrons pass more freely from
anode to cathode with less internal impedance.
In short; less voltage sag and a higher discharge rate than a similar density lithium polymer
(non nano-tech) battery.
For those that love graphs, it means a straighter, longer curve. For pilots it spells stronger
throttle punches and unreal straight-up performance.
Excellent news for 3D pilots!
Unfortunately with other big brands; numbers, ratings and graphs can be fudged. Rest
assured, TURNIGY nano-techs are the real deal, delivering unparalleled performance!
ABBILDUNG 37 - AKKUMULATOR

Capacity (mAh) 8000
Voltage 6 S 1 P / 6 Cell / 22,2 V
Discharge (C) 25 C Constant / 50 C Burst
Max Charge Rate (C) 5
Weight (g) 1105
Balance Plug JST-XH
Discharge Plug 5mm bullet-connector
TABELLE 9 - SPECIFICATIONS OF THE ACCUMULATOR
11.4.4 Dimensions
Length A (mm) 195
Height B (mm) 50
Width C (mm) 55
TABELLE 10 – DIMENSIONS OF THE ACCUMULATOR
Stück: 2
Preis: 108,06 $
ABBILDUNG 38 - DIMENSIONS OF THE ACCUMULATOR

11.5 Ladegerät
11.5.1 Beschreibung
Um die Akkumulatoren wieder aufzuladen, war ein Ladegerät erforderlich, dass die Funktion
besitzt, den Ladezustand jeder einzelnen Zelle eines gesamten Akkumulators zu überwachen.
Dies verringert somit die Lebensdauer des Akkus bei jedem Ladezyklus nur sehr geringfügig.
Weiters kann der Ladestrom eingestellt werden und somit die Ladezeit verändert werden.
Mit dem maximalen Ladestrom von 5A muss ein Akku ca. 1,6 Stunden laden. Mit einem
geringeren Strom von 1 A, der dem Akkumulator weniger schadet, dauert der Ladevorgang
jedoch 8 Stunden.
IMAX B6-AC Charger/Discharger 1-6 Cells (GENUINE)
Produkt ID: B6AC
11.5.2 Information
Charge at home on 110/240v or in the field on 12v. The B6-AC handles both!
The IMAX B6-AC is a rock solid charger thats able to charge, balance and discharge Lion, LiPo,
LiFe (A123), NiCd and NiMH batteries.
This is not a fake. It is a genuine IMAX B6. Our fault rate/returns on this charger are
extremely low.
ABBILDUNG 39 - AKKULADEGERÄT

11.5.3 Features
 AC 100~240v or 12V DC input
 Microprocessor controlled
 Delta-peak sensitivity
 Individual cell balancing
 Li-ion, LiPo and LiFe capable
 Ni-Cd and NiMH capable
 Large range of charge currents
 Store function, allows safe storage current
 Time limit function
 Input voltage monitoring. (Protects car batteries at the field)
 Data storage (Store up to 5 packs in memory)
 Battery break in and cycling.
Input Voltage (V) 11 – 18
Max Charge / Max Discharge (W) 50 / 5
Charge Current Range (A) 1 – 5
Discharge current range (A) 1
Ni-MH/NiCd cells (cells) 1 – 15
Li-ion/Poly cells (cells) 1 – 6
Pb battery voltage (V) 2 – 20
Weight (g) 580
Dimensions (mm) 133 x 87 x 33
TABELLE 11 - SPECIFICATIONS OF THE CHARGER
This charger has a JST-XH charge plug, which makes it compatible with Zippy, HXT, TURNIGY
and any pack with a JST adapter.
Stück: 1
Preis: 39,99 $

11.6 Fernsteuerung
11.6.1 Beschreibung
Mittels der Fernsteuerung erfolgt die Ansteuerung der Motorregler über eine
Funkübertragung mit der Frequenz von 2,4 Ghz.
Die Fernbedienung muss möglichst einfach zu bedienen sein, da jede Person sich auch ohne
Einschulung damit auskennen soll. Sie besitzt zwei Kanäle, mit denen die Motordrehzahl und
die Bremse angesteuert werden.
Die Fernsteuerung sendet ein Signal über die Antenne aus und der mitgelieferte Empfänger
empfängt diese Informationen. Der daran angeschlossene Motorregler setzt das
ausgegebene PWM–Signal in die Umdrehungsgeschwindigkeit der Motoren um.
Hobby King GT-2 2.4Ghz 2Ch Tx & Rx
Produkt ID: HK-GT2
ABBILDUNG 40 - FERNSTEUERUNG

11.6.2 Information
Hobbykings GT-2 2.4ghz system is an entry level transmitter offering the reliability of 2.4Ghz
signal technology with very sensitive 3ch long antenna receiver for RC Car or Boat. Powered
by 8 AA type batteries. (Not included)
Key Features: 2-channel 2.4GHz transmitter with servo reversing. Easy to use control for
basic models. Includes 3-channel receiver Trainer system option. This system does not need
a PC to program servo direction.
Model Car/Boat
Channels 2ch
RF power Less than 20dbm
Modulation GFSK
Code type Digital
Sensitivity 1024
Low voltage warning Yes (less than 9V)
DSC port Yes (3.5mm)
Charge port Yes
Power 12VDC(1.5AA x 8)
Weight 328g
Antenna length 26mm
Size 159 x 99 x 315mm
TABELLE 12 - SPECIFICACATIONS OF THE REMOTE CONTROL
Included
1 x 2.4Ghz 2ch transmitter
1 x 2.4Ghz 3ch Receiver
1 x Bind Plug
Stück: 1
Preis: 14,99 $

11.7 Empfänger
11.7.1 Beschreibung
Da pro Fuß zwei Motoren mit zwei Motorreglern angesteuert werden, benötigt man dafür
zwei Empfänger. In Summe sind es vier Reglervier Empfänger. Einer ist im Lieferumfang
der Fernsteuerung inkludiert, die anderen drei mussten extra bestellt werden.
Hobby King GT-2 2.4Ghz Receiver 3Ch
Produkt ID: HK-GT2_RX
Model Car/Boat
Channels 3ch
Frequency band 2.4Ghz
Modulation GFSK
Sensitivity 1024
RF. receiver sensitivity -100dbm
Power 4.5~6VDC
Weight 5g
Antenna length 26mm
Size 37.6 x 22.3 x 13mm
TABELLE 13 - SPECIFICATIONS OF THE RECEIVER
Stück: 3
Preis: 5,98 $
ABBILDUNG 41 - EMPFÄNGER

11.8 Motorwelle
11.8.1 Beschreibung
Um die Übersetzung und somit das Drehmoment ändern
zu können, war eine weitere Motorwelle vorgesehen, an
der ein anderer Zahnkranz montiert werden könnte.
Turnigy Aerodrive SK3 5055 Series Replacement Shaft Set
Produkt ID: 192000021
Stück: 2
Preis: 3,39 $
11.9 Kabelverbindungen
11.9.1 Beschreibung
Um eine sichere Verbindung zwischen Motorregler und
Akkumulator zu gewähren, wurden als Kabelverbindungen
originale „Turnigy“ Silikon Kabeln verwendet, da diese einen
extrem hohen Strom ohne starke Erwärmung führen können.
Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) RED
Produkt ID: R12A1062-06
Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) BLACK
Produkt ID: B12A1062-06
Stück jeweils: 3
Preis: 2,49 $
ABBILDUNG 42 - MOTORWELLE
ABBILDUNG 44 - SILIKONKABEL
ROT
ABBILDUNG 43 - SILIKONKABEL
SCHWARZ

11.10 Stecker
11.10.1 Beschreibung
Für die Verbindung zwischen Motorregler und Akkumulator benötigte man Gold–
Kontaktstecker, um sowohl das Abstecken als auch das Zerlegen in
Einzelteile zu ermöglichen. Auch für die Verbindung zwischen
Motorreglern und Motoren wurden diese Stecker verwendet, um
den Motor problemlos tauschen zu können.
4mm Gold Connectors 10 pairs (20pc)
Produkt ID: AM1003A
Stück: 1
Preis: 2,47 $
11.11 Schrumpfschläuche
Um die Gold–Kontaktstecker Verbindung zwischen Motor
und Regler zu isolieren benötigte man Schrumpfschläuche.
Turnigy Heat Shrink Tube 10mm RED (1mtr)
Produkt ID: WHS10-RED
Turnigy Heat Shrink Tube 10mm BLACK (1mtr)
Produkt ID: WHS10-BLACK
Turnigy Heat Shrink Tube 10mm Yellow (1mtr)
Produkt ID: WHS10-Yelow
Stück jeweils: 1
Preis: 2,49 $
ABBILDUNG 45 -
GOLDKONTAKTSTECKER
ABBILDUNG 46 -
SCHRUMPFSCHLÄUCHE ROT/SCHWARZ
ABBILDUNG 47 -
SCHRUMPFSCHLÄUCHE GELB/BLAU

11.12 Isolierhülsen
Die Isolierung der Gold–Kontaktstecker zwischen der Versorgung und dem Motorregler
besteht aus Isolierhülsen von 4mm.
Da pro Fuß nur ein Akkumulator vorhanden ist, aber jeweils zwei Motorregler zu versorgen
sind, wurde ein Y-Kabel konstruiert, damit beide Regler mit demselben Akku versorgt
werden. Aufgrund dessen benötigt man die 6mm Isolierhülsen.
4mm:
HXT 4mm isoliert Gold Connector w/ Protector
(10pcs/set)
Produkt ID: AM1009x10
Stück: 1
Preis: 3,64 $
6mm:
HXT 6mm isoliert Gold Connector w/ Protector
(10pcs/set)
Produkt ID: 258000002
Stück: 1
Preis: 5,33 $
11.12.2 Y-Kabel
Teilt die Versorgung des Akkumulators in zwei Versorgungen, damit beide Regler versorgt
werden können.
Motorregler 1
Motorregler 2
Akkumulator
ABBILDUNG 48 - ISOLIERHÜLSEN 4MM
ABBILDUNG 49 - ISOLIERHÜLSEN 6MM
ABBILDUNG 50 - Y-KABEL

11.13 Akkuanzeige
Diese Anzeige überwacht den Akkumulator.
Es wird jede Zellenspannung überwacht und die noch
vorhandene Kapazität des Akkus angezeigt. Bei zu tiefer
Entladung ertönt ein Signalton und warnt den Benutzer,
bevor der Akku zerstört wird.
Hobbyking Cell Meter 8 - Lipoly Battery Checker
Produkt ID: HK-Cellmeter8
Stück: 2
Preis: 15,99 $
11.14 Servomotor
Für die Bremse der Inlineskater wird pro Fuß ein Servomotor montiert, der mit dem
Bremsbacken eines Fahrrades und einer Kraft von ca. 12 kg auf den Reifen drückt.
Da die Montage zwischen den Füßen gespiegelt ist, war es wichtig, dass ein digitaler
Servomotor verwendet wurde, bei dem man die Drehrichtung umkehren kann. Weiters kann
man genaue Bremspositionen programmieren.
HS-5645BB/MG DIGITAL SERVO UNI HITEC
Bestellnummer: 46116
11.14.2 Information
Marke: HITEC
Herstellerartikelnummer: 113645
Katalogseite: 373
ABBILDUNG 52 - SERVOMOTOR
ABBILDUNG 51 - AKKUANZEIGE

11.14.3 Allgemeine Beschreibung:
• Hervorragende Qualität zum fairen Preis
• Ausgefeilte SMD-Technologie
• Hohe Stellkräfte und hohe Stellgeschwindigkeiten
• Robuster mechanischer Aufbau der Getriebeeinheit
• Umfangreiches Zubehörsortiment
• Wettbewerbserprobtes Material
11.14.4 Artikelbeschreibung:
• Programmierbares Servo-Setup für folgende Parameter:
-Laufrichtung
-Stellgeschwindigkeit
-Endausschlag
-Exponential
-Neutralpunkt
• Doppelt kugelgelagert
• Long Life Potentiometer mit Anti-Fading Beschichtung
• Gold-Kontakt-Stecker
• Servohorn aus Metall
11.14.5 Technische Beschreibung
BB ••
Getriebe-Art Metall, 7,4V
Stellkr.(6V) 12,1 kg
Stellzeit(60°) 0,18
Gewicht 60 g
L/B/H/mm 41/20/38
Servo-Art: Digital
TABELLE 14 - TESCHNISCHE BESCHREIBUNG DES SERVOS
Stück: 2
Preis: 39,90 €

11.15 Servoscheibe
Die Originale Kunststoffscheibe wurde mit einer
Aluscheibe ersetzt, damit durch die hohe Belastung der
Bremse die Scheibe nicht zerstört wird.
SERVOSCHEIBE ALU 25MM F.HITEC SERVOS
11.15.2 Information
Marke: ROBBE
Herstellerartikelnummer: 8530HIT
Katalogseite: 374
Alu-Servoscheibe 25 mm für Hitec Servos, zur Aufnahme der CFK-Servohebel.
Stück: 2
Preis: 3,90 €
11.16 Verlängerungskabel
Da der Servomotor ganz hinten montiert wurde und das Kabel nicht ausreichend lang war,
wurde eine Kabelverlängerung dafür benutzt.
VERLÄNGERUNGSK. 15CM 0,35QMM UNI VERDRIL
ABBILDUNG 54 - VERLÄNGERUNGSKABEL
ABBILDUNG 53 - ALU SERVOSCHEIBE

11.16.2 Informationen
Marke: MBL
Herstellerartikelnummer: AM-2004-15CM
Katalogseite: 386
Querschnitt: 0,35 mm²
Länge: 15 cm
Stecksystem: UNI
TABELLE 15 - TECHNISCHE BESCHREIBUNG DER KABELVERLÄNGERUNGEN
Stück: 2
Preis: 2,40 €
11.17 Akkuzelle für die Fernsteuerung
Damit die Fernsteuerung immer wieder aufladbar ist, benötigt man 8
Akkuzellen.
SANYO EINZELZ. HR-3U 2700MAH MIGNON O.LÖ
Marke: SANYO
Katalogseite: 433
11.17.2 Allgemeine Beschreibung:
 ideal für E-Akkus geeignet
 schnellladefähig, besonders geeignet für Antriebsakkus v. E-Motoren
 Standard-Zelle f. univ. Gebrauch
ABBILDUNG 55 - AKKUZELLE
FÜR DIE FERNSTEUERUNG

Kapazität 2700 mAh
Spannung: 1,2 V
Eignung 1
Gew./g 29
Größe AA
L/B/H mm 50/15/-
Lötfahne nein
TABELLE 16 - TECHNISCHE BESCHREIBUNG DER AKKUZELLEN
Stück: 8
Preis: 3,40 €
11.18 Ladegerät für die Fernsteuerung
Zum Laden der Akkus wurde für die Fernsteuerung wurde
tiefer stehendes Ladegerät verwendet. Es besitzt eine
automatische Abschaltung, damit der Akku nicht
überladen wird. Dies verlängert die Lebensdauer der
Zellen.
ELEMENT CHARGER LRP NICD/NIMH 220V
Marke: LRP
Katalogseite: N&M084
Der Element Charger hat ein unschlagbares Preis-Leistungs-Verhältnis! Das LRP
Kompaktladegeräte Element Charger bieten bis zu 4A Ladestrom und kann 4-8 Zellen NiCD
und NiMH Akkus laden. Das Gerät verfügt über einen AC Eingangsstecker und einen
Ausgangsstecker im Tamiya Style. Der Ladestrom ist stufenweise von 1A bis 4A schaltbar.
ABBILDUNG 56 - LADEGERÄT FÜR DIE
FERNSTEUERUNG

11.18.3 Features:
• Einstellbarer Ladestrom mit 1, 2 und 4A: 4-8 Zellen mit Delta Peak Erkennung für beste
Leistung und Sicherheit
• Komplett digital für perfekte Ladefunktion und höchste Sicherheit
• 100% Schutz gegen Überlastung, Verpolung, Kurzschluss und Überladen des Akkus
• Einfache Handhabung dank vielfältig nutzbaren Ein- und Ausgangssteckern
• Vielseitiger Einsatz für alle R/C Akku Typen, egal ob Gas oder Elektro.
Versorgungsspannung 220 V
ladbare Akkutypen NiMH / NiCd
ladbare Zellenzahl 0-0 Lixx, 4-8 Nixx
Max. Ladestrom: 4 A
Abschaltung Delta Peak
Leistung/Watt: 30 W
TABELLE 17 - TECHNISCHE BESCHREIBUNG DES LADEGERÄTES FÜR DIE FERNSTEUERUNG
Stück: 1
Preis: 29,90 €

11.19 LEDs (Beleuchtung der Skates)
11.19.1 Led blau
LED 5mm blau 14.000mcd WEEBL14-CS
Art-Nr.: 51446500
Gehäuse: 5mm wasserklar
11.19.2 Technische Daten
Max.Lichtstärke 14.000mcd
Öffnungswinkel 12°
Spannung 3,2V
Strom 20mA typ.
Wellenlänge 472nm
TABELLE 18 - TECHNISCHE DATEN LED BLAU
Stück: 10
Preis: 0,49 €
11.20 LED rot
LED 5mm rot 14.000mcd WEERD14-CS
Art-Nr.: 51463000
Gehäuse: 5mm wasserklar
11.20.1 Technische Daten
Max. Lichtstärke 14.000mcd
Öffnungswinkel 20°
Spannung 2,2V
Strom 20mA typ.
Wellenlänge 624nm
TABELLE 19 - TECHNISCHE DATEN LED ROT
Stück: 10
Preis: 0,59 €
ABBILDUNG 57 - LEDS BLAU
ABBILDUNG 58 - LEDS ROT

Kostenübersicht12
Unternehmen Beschreibung Ausgabe (€)
RS - Components Zahnkrad, Kunststoff 9,26
RS - Components Zahnräder, Stahl 82,62
XXL Intersport Rollschuhe 224,98
Haumberger 2 Komponenten Kleber 14,88
Modellbau Lindinger Ladegerät, Servo,.. 151
Modellbau Schweighofer Programmiergerät für Servo 35,1
LED1.de Beleuchtung, Blau, Rot, Grün 26,64
Hornbach Alu Winkel für Servo Montage 17,85
Hobby King Details siehe Seite 76 960,21
Summe: 1522,54
Gesponsert durch:
Pueblo Fitness, VAZ St.Pölten, Voith GmbH, Lutzbau
TABELLE 20 - KOSTENÜBERSICHT

Praxistest14
Verhalten des Gerätes in der Praxis.
14.1 Testpersonen
Kevin Steindl Daniel Reichl
Größe: 1,87 m Größe: 1,76 m
Gewicht: 82 kg Gewicht: 71 kg
14.2 Wegfahren
Bei beiden Testpersonen weist das Wegfahren keine Probleme auf. Anfangs vibrieren die
Motoren kurz, bis sie vom Motorregler die ausreichende Leistung zugeführt bekommen und
somit genüg Kraft erzeug wird, um die Skates mit der Person in Bewegung zu setzen.

14.3 Stehenbleiben
Das Bremsen funktioniert bei beiden Personen ebenfalls problemlos. Bei voller Bremskraft
blockieren die hinteren Räder der Schuhe und bringen die Skates sehr schnell in den
Stillstand. Jedoch ist der Bremsabrieb sehr hoch und nach etwa 100 Bremsvorgängen muss
der Bremsbacken getauscht werden. Weiters kann man bei angezogener Bremse auch sehr
gut gehen, da die hinteren Räder blockiert sind und eine Rollbewegung nicht möglich ist.
14.4 Kurven fahren
Aufgrund der vorhanden Komponenten wie Akkus, Anzeigen und Drehstrommotoren würde
bei einer zu engen Kurvenlage die zusätzlichen Bauteile der Skates mit der Straße kollidieren.
Bei Berücksichtigung dieser Einschränkung, ist es aber trotzdem möglich, eine Kurve mit ca.
5m Radius zu fahren.
14.5 Straßenverhältnisse
Am günstigsten für das Fahrverhalten dieses Geräts ist eine gut asphaltierte Straße ohne
Splitt und größere Fahrbahnschäden. Nasse Fahrbahnen sollten vermieden werden, da die
Skates nicht dafür ausgelegt sind.

Betriebswirtschaftlicher Teil15
15.1 Das Unternehmen
Der Firmenname: „SR – Productions“
15.2 Firmenlogo
15.3 Firmen Profil
Das Unternehmen SR- Productions wurde im Jahre 2012 im Zuge einer Diplomarbeit
gegründet und legte von Beginn an das Augenmerk besonders auf die Entwicklung neuer
innovativer und kostengünstiger Fortbewegungsmittel die den Normalverdiener sowohl als
auch den Spitzenverdiener ansprechen. Das Unternehmen geht auf die besonderen
Wünsche jedes einzelnen Kunden ein, und versucht diese mit allem zu Verfügung stehenden
„Know- How“ und Mitteln zu realisieren.
Das Motto lautet: „Nonpolluting - Electrical - Skating“ (umweltfreundliches–elektrisches-
Skaten“
Das Unternehmen ist ein Merger von den Entwicklern und Erfindern Daniel Reichl und Kevin
Steindl, welche sich schon seit geraumer Zeit mit dem Thema umweltfreundliche
Fortbewegungsmittel beschäftigten.
ABBILDUNG 59 - FIRMENLOGO

15.4 Erzeugnis der Firma
Die Firma SR- Productions ist dafür bekannt das Produkt „NES“ mit allen möglichen Arten
von Sonderanfertigungen zu produzieren. „NES“ beschreibt elektrobetriebene Inlineskater,
welche ein alternatives Fortbewegungsmittel für Kurzstrecken darstellt. Des Weiteren ist es
ein sehr beliebtes Sport- und Freizeitgerät. Man kann damit sehr hohe Geschwindigkeiten
erreichen. Das vermittelt dem Fahrer ein ganz besonderes „Feeling“.
15.5 Das Fabrikat „NES“
Bei diesem Produkt handelt es sich um elektrobetriebene Inlineskater welche mit einem
Drehstrommotor angetrieben werden. Zur optimalen Kraftübersetzung dienen Zahnräder
welche auf der Motorwelle, als auch auf den von der Firma erzeugten Reifen angebracht
sind. Zur Steuerung der Geschwindigkeit dient eine besondere Art von
Pistolengrifffernsteuerung. Diese kommuniziert mittels Funk mit dem Rollschuh. Das Produkt
enthält eine Gebrauchsanweisung, die einem Laien helfen soll, dass Produkt mit nur wenigen
Schritten in Betrieb zu nehmen.

15.6 Kostenrechnung
15.6.1 Materialkosten eines „NES“
Stück Produkt Bestellnr. Unternehmen Preis / Stück (€) Preis (€)
1 Handelsübliche Inlineskates "Tempest 110" 072010 00 9F2 Intersport XXXL 199,99 199,99
4 Stirnzahnrad 1,0; Stahl; 40 Zähne 5216339 RS Components 11,15 44,61
4 Stirnzahnrad 1,0; Stahl; 12 Zähne 5216193 RS Components 6,06 24,24
1 2 Komponenten Kleber, LO 3430 FastEpoxy ZW 27227745 Haumberger 14,88 14,88
5 Turnigy Aerodrive SK3 - 5055-280kv Brushless Outrunner Motor SK3-5055-280 HobbyKing 36,68 183,38
5 Turginy Plush 80A w/ UBEC Speed Controller TR_P80A HobbyKing 29,79 148,96
1 Turginy BESC Programming Card TR_PC HobbyKing 5,18 5,18
1 Hobby King GT-2 2.4Ghz 2Ch Tx & Rx HK-GT2 HobbyKing 11,17 11,17
3 Hobby King GT-2 2.4Ghz Receiver 3Ch HK-GT2_RX HobbyKing 4,46 13,37
2 Turnigy Aerodrive SK3 5055 Series Replacement Shaft Set 192000021 HobbyKing 2,53 5,05
3 Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) RED R12A1062-06 HobbyKing 1,86 5,57
3 Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) BLACK B12A1062-06 HobbyKing 1,86 5,57
2 Turnigy nano-tech 8000mAh 6S 25~50C Lipo Pack N8000.6S.25 HobbyKing 80,51 161,01
1 IMAX B6-AC Charger/Discharger 1-6 Cells (GENUINE) B6AC HobbyKing 29,79 29,79
1 Turnigy Heat Shrink Tube 10mm RED (1mtr) WHS10-RED HobbyKing 0,59 0,59
1 Turnigy Heat Shrink Tube 10mm BLACK (1mtr) WHS10-BLACK HobbyKing 0,59 0,59

1 Turnigy Heat Shrink Tube 10mm Yellow (1mtr) WHS10-Yelow HobbyKing 0,59 0,59
1 Gold Connectors 10 pairs (20pc) AM1003A HobbyKing 1,84 1,84
1 HXT 4mm isoliert Gold Connector w/ Protector (10pcs/set) AM1009x10 HobbyKing 2,71 2,71
1 HXT 6mm isoliert Gold Connector w/ Protector (10pcs/set) 258000002 HobbyKing 3,97 3,97
2 Hobbyking Cell Meter 8 - Lipoly Battery Checker HK-Cellmeter8 HobbyKing 11,92 23,83
1 Element Charher LRP NICD/NiMH 220V 91687 Modellbau Lindinger 37,9 37,90
8 Sanyo Einzel. HR-3U 2700MAH Mignon O.LÖ 61447 Modellbau Lindinger 3,4 27,20
2 Verlängerungskabel 15cm, 0,35mm² UNI Verdrillt 70385 Modellbau Lindinger 2,4 4,80
2 Servoscheibe Alu 25MM F.HITEC Servos 78215 Modellbau Lindinger 3,9 7,80
2 HS-5645BB/MG Digital Servo UNI HITEC 46116 Modellbau Lindinger 39,9 79,80
10 LED 5mm blau 14.000mcd WEEBL14-CS 51446500 LED1 0,49 4,90
10 LED 5mm rot 14.000mcd WEERD14-CS 51463000 LED1 0,59 5,90
Summe: 1055,18
TABELLE 21 - MATERIALKOSTEN EINES "NES"
Die Kosten eines „NES „ setzen sich aus den oben genannten Komponenten zusammen. Zusätzlich werden dem Kunden noch anfällige
Maschinenkosten verrechnet. Darüber hinaus können noch zusätzliche Kosten für besondere Wünsche des Kunden anfallen (z.B.
Extrabeleuchtung, Farbenwunsch, besonderes Material,…).

15.6.2 Stundentafel
Tätigkeit Arbeitszeit [h]
Grundüberlegungen des Konzepts 59
Sponsoring Firmen kontaktieren 55
Berechnung 32
Pläne zeichnen 43
Bestellungen durchführen 80
Fachgespräche mit div. Lehrern 156
Fertigung des Prototyps 123
Dokumentation 37
Gesamtsummer: 585
TABELLE 22 – STUNDENTAFEL
An der Stundentafel ist zu ersehen, welche Zeit für die Entwicklung, Produktion und
Dokumentation eines „NES“ Prototyps angefallen sind.
15.6.3 Entwicklungskosten des Prototypes
Kostenaufwand Prototyp Zeit [h] Gage [€] Summe [€]
Entwicklung Reichl ~250 80 20.000,-
Entwicklung Steindl ~250 80 20.000,-
Materialkosten - - 1.055,18
Gesamt - - 41055,18
TABELLE 23 - ENTWICKLUNGSKOSTEN DES PROTOTYPS
In dieser Tabelle sind die Kosten für Material, und zeitlichem Aufwand bei der Produktion
eines „NES“ Prototyps ersichtlich. Diese Kosten stellen die Entwicklungskosten des Prototyps
dar. Sie müssen daher unbedingt anteilsmäßig in den Verkaufspreis einkalkuliert werden.

15.6.4 Werbeaufwand
Um einen großen Kundenstamm für das Produkt zu erzielen ist es notwendig in Werbung zu
investieren. Vor allem Jugendliche lassen sich sehr stark von Annoncen, Reklame,
Werbebanner und Werbespots beeinflussen, dass das Kaufinteresse steigert.
Werbung Kostenaufwand [€] / Monat
Annonce 59,76
Reklame 3855,-
Werbebanner 512,-
Werbespots 10365,-
Summe 14791,76
TABELLE 24 - WERBEKOSTENAUFWAND
15.6.5 Betriebskosten
Für den Betrieb eines Unternehmens fallen auch noch Fixkosten an welche ein Unternehmen
ständig aufbringen muss unabhängig davon wie viel Gewinn bzw. Verluste ein Unternehmen
erwirtschaftet. Unter diese Kosten fallen zum Beispiel Miet-, Heiz-, Strom- und Wasserkosten,
usw. an.
Mietfläche 500m²
Kosten 9,50€/m²
Gesamtkosten 4750 €
TABELLE 25 - BETRIEBSKOSTEN/MIETE
Kostengrund Zeit (Monat)
Warmkosten 400,00,-
Rundfunkgebühr, Internet, Telefon 50,-
Gesamtkosten 450 €
TABELLE 26 - BETRIEBSKOSTEN/LAUFENDE KOSTEN

15.6.6 Materialkosten pro Stück (variable Kosten)
Die anfallenden Kosten eines Prototyps setzten sich zusammen aus den notwendigen
Komponenten wie Material, Maschinenkosten und Gebrauchsanleitung. Zusätzlich ist beim
Einkauf des Rohmaterials in hohen Stückzahlen eine Preisermäßigung von etwa 5-10 %
einzukalkulieren. Daraus ergibt sich Materialkosten von etwa 1055,18 € * (0,95%) ergeben.
Produkt Kostenaufwand [€]
Materialkosten 1002,42
Gebrauchsanweisung 5,-
Summe 1007,42
TABELLE 27 - EINZELPRODUKTKOSTEN
15.6.7 Verkaufspreis pro Stück
Fertigungszeit welche für einen „NES „ anfallen betragen in Summe etwa 5 Stunden. Für
diese Zeit wird ein Stundensatz von etwa 8 € Festgelegt.
Produktionskosten Zeit [h] Kosten/Stunde [€] Summe [€]
Personalaufwand 5 8,00,- 40,00
Personalgemeinaufwand - - 44,00
Materialaufwand - - 1007,42
Zusätzliches Kleinmaterial(10%) - - 100,74
Herstellungskosten - - 1192,16
Verwaltungs-, Vertriebskosten(20%) - - 238,43
Eigenkosten - - 1430,59
Gewinnzuschlag (15%) - - 214,59
Verkaufspreis - - 1645,18
TABELLE 28 – PRODUKTIONSKOSTEN

15.7 Break-even-Analyse
Mithilfe der Break-Even-Analyse kann ein Unternehmen ermitteln, welcher Ertrag
mindestens erwirtschaftet werden muss, damit die Fixkosten gedeckt werden. Wenn mehr
Produkte verkauft werden als in der Analyse ermittelt wurde, wirft das Unternehmen einen
Gewinn ab. Sollte das Unternehmen jedoch weniger Produkte verkaufen, hat das
Unternehmen einen Verlust.
15.7.1 Fixkosten
Fixkosten
Aufwand Kosten/Monat [€] Kosten/Jahr [€]
Betriebskosten 5200 62400
Entwicklungskosten - 41055
Werbekosten - 14791,76
Summe 118246,76
TABELLE 29 - FIXKOSTEN
15.7.2 Variable Kosten
Aufwand Zeit [h]
Personalaufwand 40
Personalgemeinaufwand 44
Materialaufwand 1007,42
Materialgemeinaufwand 100,74
Herstellungskosten 1192,16
TABELLE 30 - VARIABLE KOSTEN

15.7.3 Formeln zur Break-Even-Analyse
15.7.3.1 Deckungsbeitrag
15.7.3.2 Break-Even-Point
15.7.4 Berechnung Break – Even - Point
Kosten Betrag [€)
Fixkosten 118246,76
variable Kosten / Stück 1192,16
Erlös / Stück 1645,18
Deckungsbeitrag/Stück 453,02
Break- Even -Point 261 Stück
TABELLE 31 - BERECHNUNG BREAK - EVEN - POINT
Werden mehr als 261 Stück verkauft, erzielt das Unternehmen einen Gewinn.

15.8 Break-Even-Analyse
Stückzahl 1 100 200 261 300 500 1000
Erlös [€] 1645,18 164518,00 329036,00 429422,99 493554,00 822590,00 1645180,00
Fixkosten [€] 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76
Variablekosten [€] 1192,16 119216,00 238432,00 311176,23 357648,00 596080,00 1192160,00
Gesamtkosten [€] 119438,92 237462,76 356678,76 429422,99 475894,76 714326,76 1310406,76
Gewinn/Verlust [€] -117793,74 -72944,76 -27642,76 0,00 17659,24 108263,24 334773,24
TABELLE 32 - BREAK - EVEN - ANALYSE
ABBILDUNG 60 - BREAK - EVEN - DIAGRAMM
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
0 100 200 300 400
Kosten[€]
Stück
Break - Even - Diagramm
Fixkosten
Gesamtkosten
Erlös
Break - Even - Point
Gewinnschwelle

15.9 Marketingstrategien
5
Der Begriff Marketingstrategie beschreibt ein bestimmtes Vorgehen um den Markt für
dauerhaftes Wachstum am besten zu Nutzen. Mithilfe einer solcher Vorgehensweise, welche
Anreize der Markt für den Verkauf benötigt und ob es finanziell rentabel ist, wenn man ein
besonderes Augenmerk auf Marketing und Werbung legt. Diverse Strategien helfen
Werbung gezielt einzusetzen um bestimmte Zielgruppen anzusprechen. Ein besonders und
auch häufig verwendetes Hilfsmittel zu Bestimmung von Strategien liefert die Produkt-
Markt-Matrix (Ansoff-Matrix) welche im darunter stehenden Bild zu sehen ist.
5
www.Wikipedia.org
ABBILDUNG 61 - ANSOFF-MATRIX

15.10 Bestimmung des Zielmarktes
Aufgrund dessen, dass das Produkt „NES“ sowohl Spitzenverdiener als auch die Mittelschicht
ansprechen soll, kommen folgende Strategien zum Einsatz.
Produktentwicklungsstrategie: Das Unternehmen versucht mithilfe eines neuen Produktes
die Bedürfnisse des bestehenden Marktes zu befriedigen.
Markstimulierungsstrategie: Diese Strategie setzt sowohl auf eine hohe Qualität des
Produktes, darüber hinaus wird auch versucht, den Preis
möglichst gering zu halten.
15.11 Konkurrenzanalyse
Aufgrund dessen, dass in der heutigen Gesellschaft die Umwelt eines besonders wichtige
Rolle spielt und eine Vielzahl von Firmen versuchen Alternativen zu den
Standardfortbewegungsmittel wie Autos, Züge und Bahnen zu entwickeln, ist der Markt sehr
stark umkämpft. Das Produkt „NES“ ist eine Entwicklung in diesem Bereich, welche sich stark
von der Konkurrenz abhebt.

Fertiges Produkt16
ABBILDUNG 64 - PROTOTYP 1.2ABBILDUNG 63 - PROTOTYP 1.1
ABBILDUNG 62 - PROTOTYP 1.0

Zusammenfassung17
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Alternative, durch die Diplomarbeit
etwas Kreatives zu entwickeln, für uns ein ganz besonderer Anreiz war.
Bei der Verwirklichung unserer Ideen, wurde uns bewusst, dass es eine außerordentliche
Herausforderung war, Theorie in Praxis umzusetzen. Eine große Hürde war es, Sponsoren zu
finden, die bereit waren uns geldlich zu unterstützen. Überraschender Weise fand jedoch
unser Produkt bei einigen Firmen großes Interesse. Sie boten sowohl fachliches Wissen an
und unterstützten uns finanziell.
Bei dieser Diplomarbeit konnten wir uns auch einiges anderes Wissen aneignen, zum Beispiel:
 Einholen von Offerten
 Bestellungen aus dem Ausland tätigen (China,…)
 Abwicklung mit dem Zoll
 mehr Wissen mit dem Arbeiten von AutoCAD
 zusätzliches Computer „Know-how“
 praktisches arbeiten beim Zusammenbau der Skater
 weitere Maschinenkenntnisse
Wir konnten dadurch unsere Selbstständigkeit beweisen, mussten eine Zeitplanung
einhalten, Protokolle führen und mit Erfindungsreichtum Alternativen finden.
Für uns war es eine große Freude, dass die Herstellung des Prototyps genau unseren
Vorstellungen entspricht. Es wäre sicher noch möglich, nach unseren derzeitigen
Erfahrungen, bei dem nächsten Produkt kleine Verbesserungen vorzunehmen.

Normen18
OVE - Richtlinie R3:2009-10-01 Sicherheitsanforderungen an elektrische Labors in
Schulen
ÖVE/ÖNORM EN 60027-1:2007-10-01 Formelzeichen für die Elektrotechnik -- Teil 1:
Allgemeines
Drehende elektrische Maschinen
Steuerungs- und Regelungstechnik
ÖVE/ÖNORM EN 60034-1:2011-04-01 Drehende elektrische Maschinen -- Teil 1:
Bemessung und
ÖVE/ÖNORM EN 60146-2:2001-04-01 Halbleiter-Stromrichter -- Teil 2: Selbstgeführte
Halbleiter-Stromrichter einschließlich Gleichstrom-
Direktumrichter
ÖVE/ÖNORM EN 60512-1:2002-01-01 Steckverbinder für elektronische Einrichtungen -
Mess- und Prüfverfahren -- Teil 1: Allgemeines
Ersatz für: ÖVE EN 60512-1:1994
ÖVE-R 20 Teil 1/1975 Kontaktlose Steuerungstechnik - Teil 1: Allgemeine
und digitale Steuerungssysteme
ÖVE/ÖNORM EN 301 489-17
V1.3.2:2008-07-01
Electromagnetic compatibility and Radio spectrum
Matters (ERM), ElectroMagnetic Compatibility
(EMC) standard for radio equipment, -- Part 17:
Specific conditions for 2,4 GHz wideband
transmission systems, 5 GHz high performance
RLAN equipment and 5
DIN IEC 60034-20-2*VDE 0530-20-2
2009 05
Drehende elektrische Maschinen – Teil 20-2:
Betriebseigenschaften und Prüfvorschriften für
bürstenlose Motoren mit Dauermagneten
ÖVE/ÖNORM EN 61800-5-2
2008-06-01
Elektrische Leistungs
forderungen an die Sicherheit – Funktionale
Sicherheit

Diplomarbeit - Elektrobetrieben Inlineskater

Abbildungsverzeichnis20
Abbildung 1 - Blockschaltbild...................................................................................................12
Abbildung 2 - Überblick des Elektrobetriebenen Inlineskates.................................................13
Abbildung 3 - Ansicht von Oben...............................................................................................15
Abbildung 4 - Ansicht von vorne ..............................................................................................16
Abbildung 5 - Ansicht von Links ...............................................................................................17
Abbildung 6 - Ansicht von Rechts.............................................................................................17
Abbildung 7 - 3D Ansicht 1.......................................................................................................18
Abbildung 8 - 3D Ansicht 2.......................................................................................................19
Abbildung 9 - 3D Ansicht 3.1....................................................................................................20
Abbildung 10 - 3d Ansicht 3.2 ..................................................................................................20
Abbildung 11 - 3d Ansicht 4.1 ..................................................................................................21
Abbildung 12 - 3D Ansicht 4.2..................................................................................................21
Abbildung 13 - Verzahnungsgesetz..........................................................................................23
Abbildung 14 - Rollschuhrad ....................................................................................................24
Abbildung 15 - Rad Abmessungen ...........................................................................................24
Abbildung 16 - Zahnkranz Abmessungen.................................................................................25
Abbildung 17 - Rollschuhrad mit Zahnkranz ............................................................................ 25
Abbildung 18 - Zahnradbemaßung...........................................................................................26
Abbildung 19 - Kräfteplan vereinfacht dargestellt...................................................................27
Abbildung 20 – Grundriss der Distanzschiene 1 ......................................................................35
Abbildung 21 – Grundriss der Halteschiene............................................................................. 36
Abbildung 24 – Grundriss der Montageschiene für den Akku.................................................38
Abbildung 25 – Grundriss Halteplättchen................................................................................39
Abbildung 26 – Grundirss der Kabelhalterungen.....................................................................40
Abbildung 27 - Längsschnitt durch eine Asynchronmaschine .................................................41
Abbildung 28 - Querschnitt durch eine Asynchronmaschine ..................................................42
Abbildung 29 - Motorkennlinie einer ASM (im 1. Quadranten) ..............................................43
Abbildung 30 - Bauart Außenpolmaschine .............................................................................. 44
Abbildung 31 - Bauart Innenpolmaschine................................................................................44

Abbildung 32 - Motor...............................................................................................................48
Abbildung 33 – Dimensions of the engine ............................................................................... 49
Abbildung 34 - Motorregler .....................................................................................................50
Abbildung 35 – Programming Card..........................................................................................52
Abbildung 36 - Akkumulator ....................................................................................................54
Abbildung 37 - Dimensions of the accumulator.......................................................................55
Abbildung 38 - Akkuladegerät..................................................................................................56
Abbildung 39 - Fernsteuerung..................................................................................................58
Abbildung 40 - Empfänger........................................................................................................60
Abbildung 41 - Motorwelle ......................................................................................................61
Abbildung 42 - Silikonkabel schwarz........................................................................................61
Abbildung 43 - Silikonkabel rot ................................................................................................61
Abbildung 44 - Goldkontaktstecker .........................................................................................62
Abbildung 45 - Schrumpfschläuche rot/schwarz .....................................................................62
Abbildung 46 - Schrumpfschläuche gelb/blau .........................................................................62
Abbildung 47 - Isolierhülsen 4mm ...........................................................................................63
Abbildung 48 - Isolierhülsen 6mm ...........................................................................................63
Abbildung 49 - Y-Kabel .............................................................................................................63
Abbildung 50 - Akkuanzeige.....................................................................................................64
Abbildung 51 - Servomotor......................................................................................................64
Abbildung 52 - ALU Servoscheibe ............................................................................................66
Abbildung 53 - Verlängerungskabel.........................................................................................66
Abbildung 54 - Akkuzelle für die Fernsteuerung......................................................................67
Abbildung 55 - Ladegerät für die Fernsteuerung.....................................................................68
Abbildung 56 - LEDs BLAU........................................................................................................70
Abbildung 57 - LEDs ROT..........................................................................................................70
Abbildung 58 - Firmenlogo.......................................................................................................74
Abbildung 59 - Break - Even - Diagramm .................................................................................83
Abbildung 60 - Ansoff-Matrix...................................................................................................84
Abbildung 61 - Prototyp 1.0.....................................................................................................86

Tabellenverzeichnis21
Tabelle 1 - Erste Kostenaufstellung..........................................................................................14
Tabelle 2 - Abmessungen grosses Zahnrad Kunststoff ............................................................26
Tabelle 3 - Abmessungen kleines Zahnrad Kunststoff .............................................................26
Tabelle 4 - Abmessungen grosses Zahnrad Stahl.....................................................................26
Tabelle 5 - Abmessungen kleines Zahnrad Stahl......................................................................26
Tabelle 6 - Specifications of the engine ...................................................................................48
Tabelle 7 – Dimensions of the engine......................................................................................49
Tabelle 8 - Specifications of the cruise control........................................................................51
Tabelle 9 - Specifications of the accumulator..........................................................................55
Tabelle 10 – Dimensions of the accumulator...........................................................................55
Tabelle 11 - Specifications of the charger................................................................................57
Tabelle 12 - Specificacations of the remote control ................................................................59
Tabelle 13 - Specifications of the receiver ...............................................................................60
Tabelle 14 - Teschnische Beschreibung des Servos .................................................................65
Tabelle 15 - Technische Beschreibung der Kabelverlängerungen ...........................................67
Tabelle 16 - Technische Beschreibung der Akkuzellen ............................................................68
Tabelle 17 - Technische Beschreibung des Ladegerätes für die Fernsteuerung......................69
Tabelle 18 - Technische Daten LED Blau ..................................................................................70
Tabelle 19 - Technische Daten LED Rot....................................................................................70
Tabelle 20 - Kostenübersicht....................................................................................................71
Tabelle 21 - Materialkosten eines "NES" .................................................................................77
Tabelle 22 – Stundentafel ........................................................................................................78
Tabelle 23 - Entwicklungskosten des Prototyps.......................................................................78
Tabelle 24 - Werbekostenaufwand..........................................................................................79
Tabelle 25 - Betriebskosten/Miete...........................................................................................79
Tabelle 26 - Betriebskosten/Laufende kosten .........................................................................79
Tabelle 27 - Einzelproduktkosten.............................................................................................80
Tabelle 28 – Produktionskosten...............................................................................................80
Tabelle 29 - Fixkosten...............................................................................................................81
Tabelle 30 - Variable Kosten.....................................................................................................81
Tabelle 31 - Berechnung Break - Even - Point..........................................................................82
Tabelle 32 - Break - Even - Analyse ..........................................................................................83

Diplomarbeit - Elektrobetrieben Inlineskater

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